一种海运航线选择方法与流程

本发明属于海洋船舶技术领域，特别涉及一种海运航线选择方法。

背景技术：

海运航线是指船舶在两个或多个港口之间，从事海上旅客和货物运输的线路。海上运输的路线同其他各种运输方式相比，具有投资少、天然形成的特点，同时也更多地受到自然条件的影响和制约，这种影响和制约明显地表现在航线分类上。海运航线是连接各要素的纽带，是船舶在系统中运行或行进所循的轨迹，在海运空间系统中起着承上启下作用。海上运输的航线分布于各大洋之间，这也是海运较其他运输方式的优势所在。如何才能最有效地利用这一优势，是系统组织中重要的问题。航线在系统中受其他要素的制约，在选择航线时，要考虑到货物、船舶以及港口各要素的状况，对系统组织作全面的评估后方能作出合理的选择方案，是一个相对被动的要素。

现有的海运航线无法提前预知天气以及环境的影响从而自动调节改变航线。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的问题，提供一种能够提前预知天气以及环境的影响从而自动调节改变航线，使得航运线路不仅安全而且高效的海运航线选择方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供1、一种海运航线选择方法，包括如下步骤：

(1)设定起点、终点以及沿路停靠的港口；

(2)从历史数据库中提取改时间段内每个经过的海洋各个地点的环境以及天气情况，将出现恶劣天气和恶劣环境超过一半概率的地点标记为不可经过的地点并从数据库中将改地点删除，仅保留出现恶劣天气和恶劣环境的地点，并将改地点设为途经点；

(3)预定变异概率、交叉概率，并将步骤(1)中设定的沿路停靠的港口作为停靠点；

(4)计算每个途经点距离停靠点的距离；

(5)将途经点与相距最近的停靠点划分为一簇，取每簇均值作为新途经点；

(6)计算新途经点与停靠点的具体是否小于给定的阈值，若小于则进入步骤(7)，若大于则返回步骤(4)；

(7)将新途经点作为选定途经点，初始化航线群；

(8)计算航线群中每条航线适应度和累计概率；

(9)保留适应度最高的航线到下一航线群，其他航线一定概率下变异，生成新航路群；

(10)判断是否达到最大迭代次数，若已经达到最大迭代次数则进入步骤(11)，否则返回步骤(8)；

(11)将适应度最高的航线进行解码，生成最优航线。

进一步的，所述步骤(4)中每个途经点距离停靠点的距离为地理距离。

进一步的，所述步骤(2)中历史数据库中的海洋各个地点的环境以及天气情况实时更新，包括当天当时的恶劣天气，并且优先考虑当天当时的恶劣天气，如果当天当时显示为恶劣天气则直接删除该地点不进行存储。

进一步的，所述步骤(8)中计算航线群中每条航线适应度的具体步骤为：该航线的最大长度+(该航线所需船舶数-最大限制船舶数)*惩罚因子。

进一步的，所述步骤(8)中计算航线群中每条航线累计概率的方法为：该航线适应度/所有航线群中航线的适应度之和+前一条航线求出的累计概率。

进一步的，所述步骤(9)中其他航线一定概率下变异的方法为：以事先约定的交叉概率相互交换某两条航线之间的途经点信息，随机对航线配对并随机设置交换位置，或对航线中某一或几个位置上的途经点信息按照事先约定的变异概率进行改变。

进一步的，所述步骤(11)中将适应度最高的航线进行解码的具体步骤为：将最高适应度的航线根据每艘船的最大载重限制对航线进行拆分，拆分后的若干条序列即为最终安排的若干条航线。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明可以提前预知天气以及环境的影响从而自动调节改变航线，使得航运线路不仅安全而且高效。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。本发明描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他实施例，都属于本发明所保护的范围。

本发明具体包括如下步骤：

(1)设定起点、终点以及沿路停靠的港口；

(2)从历史数据库中提取改时间段内每个经过的海洋各个地点的环境以及天气情况，将出现恶劣天气和恶劣环境超过一半概率的地点标记为不可经过的地点并从数据库中将改地点删除，仅保留出现恶劣天气和恶劣环境的地点，并将改地点设为途经点；

(3)预定变异概率、交叉概率，并将步骤(1)中设定的沿路停靠的港口作为停靠点；

(4)计算每个途经点距离停靠点的距离；

(5)将途经点与相距最近的停靠点划分为一簇，取每簇均值作为新途经点；

(6)计算新途经点与停靠点的具体是否小于给定的阈值，若小于则进入步骤(7)，若大于则返回步骤(4)；

(7)将新途经点作为选定途经点，初始化航线群；

(8)计算航线群中每条航线适应度和累计概率；

(9)保留适应度最高的航线到下一航线群，其他航线一定概率下变异，生成新航路群；

(10)判断是否达到最大迭代次数，若已经达到最大迭代次数则进入步骤(11)，否则返回步骤(8)；

(11)将适应度最高的航线进行解码，生成最优航线。

进一步的，所述步骤(4)中每个途经点距离停靠点的距离为地理距离。

进一步的，所述步骤(2)中历史数据库中的海洋各个地点的环境以及天气情况实时更新，包括当天当时的恶劣天气，并且优先考虑当天当时的恶劣天气，如果当天当时显示为恶劣天气则直接删除该地点不进行存储。

进一步的，所述步骤(8)中计算航线群中每条航线适应度的具体步骤为：该航线的最大长度+(该航线所需船舶数-最大限制船舶数)*惩罚因子。

进一步的，所述步骤(8)中计算航线群中每条航线累计概率的方法为：该航线适应度/所有航线群中航线的适应度之和+前一条航线求出的累计概率。

进一步的，所述步骤(9)中其他航线一定概率下变异的方法为：以事先约定的交叉概率相互交换某两条航线之间的途经点信息，随机对航线配对并随机设置交换位置，或对航线中某一或几个位置上的途经点信息按照事先约定的变异概率进行改变。

进一步的，所述步骤(11)中将适应度最高的航线进行解码的具体步骤为：将最高适应度的航线根据每艘船的最大载重限制对航线进行拆分，拆分后的若干条序列即为最终安排的若干条航线。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种海运航线选择方法，步骤为：1、设定起点、终点、途经点、停靠点、预定变异概率、交叉概率；2、计算每个途经点距离停靠点的距离；3、将途经点与相距最近的停靠点划分为一簇，取每簇均值作为新途经点；4、计算新途经点与停靠点的具体是否小于给定的阈值，若小于则将新途经点作为选定途经点，初始化航线群；5、计算航线群中每条航线适应度和累计概率；6、保留适应度最高的航线到下一航线群，其他航线一定概率下变异，生成新航路群；7、直至最大迭代次数，将适应度最高的航线进行解码，生成最优航线。本发明能够处理缺失值，对异常点进行检测和处理，并能对复杂且有重叠的轨迹进行切割。

技术研发人员：张建伟;倪云林
受保护的技术使用者：浙江海洋大学
技术研发日：2018.12.26
技术公布日：2019.05.07